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Universidade Estadual De Feira De Santana Departamento De Ciências Biológicas Programa De Pós Graduação Em Botânica

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Universidade Estadual De Feira De Santana Departamento De Ciências Biológicas Programa De Pós Graduação Em Botânica UNIVERSIDADE ESTADUAL DE FEIRA DE SANTANA DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS PROGRAMA DE PÓS GRADUAÇÃO EM BOTÂNICA DIVERSIDADE FILOGENÉTICA DE APOCYNACEAE NO NORDESTE E SUAS IMPLICAÇÕES PARA A CONSERVAÇÃO DA BIODIVERSIDADE LARA PUGLIESI DE MATOS Dissertação apresentada ao Programa de Pós- Graduação em Botânica da Universidade Estadual de Feira de Santana como parte dos requisitos para obtenção do título de Mestre em Botânica. ORIENTADOR: PROF. Dr. ALESSANDRO RAPINI Feira de Santana-BA 2014 BANCA EXAMINADORA PROF. DR.ª PATRÍCIA LUZ RIBEIRO UNIVERSIDADE FEDERAL DO RECÔNCAVO DA BAHIA - UFRB PROF. DR. LUCIANO PAGANUCCI DE QUEIROZ UNIVERSIDADE ESTADUAL DE FEIRA DE SANTANA - UEFS PROF. DR. ALESSANDRO RAPINI UNIVERSIDADE ESTADUAL DE FEIRA DE SANTANA - UEFS ORIENTADOR E PRESIDENTE DA BANCA Feira de Santana-BA 2014 ―O JOVEM QUE PRETENDE SER CIENTISTA DEVE ESTAR DISPOSTO A ERRAR 99 VEZES ANTES DE ACERTAR UMA...‖ CHARLES KETTERING SUMÁRIO AGRADECIMENTOS .................................................................................................................................. 1 APRESENTAÇÃO ...................................................................................................................................... 4 TROPICAL REFUGES WITH EXCEPTIONALLY HIGH PHYLOGENETIC DIVERSITY REVEAL CONTRASTING PHYLOGENETIC STRUCTURES .................................................................................................................. 5 SUPPLEMENTARY FIGURES ................................................................................................................... 28 APPENDICES .......................................................................................................................................... 30 AGRADECIMENTOS Em primeiro lugar agradeço a Deus. Acredito que em cada momento de dificuldade meus passos foram guiados por ele, me conduzindo até aqui. Ao Programa de Pós-graduação em Botânica (PPGBot - UEFS) por toda estrutura e apoio financeiro fornecidos. Ao Cnpq pelo apoio concedido através da bolsa de mestrado. A meu orientador Alessandro Rapini, por ter aceitado meu convite de orientação, pela sua competência, comprometimento e dedicação, buscando sempre resultados de excelência, e esperando sempre o melhor de seus orientados. Ao professor Luciano Paganucci de Queiroz por ter aceitado o convite de participação desta banca avaliadora mesmo com tantos outros compromissos, pelas ótimas contribuições, questionamentos e sugestões feitas na avaliação deste trabalho, e ainda pelos ensinamentos transmitidos durante as disciplinas tão bem ministradas. Sou muito grata. À professora Patrícia Luz Ribeiro também por aceitar o convite para compor esta banca avaliadora e por suas contribuições na melhoria desta trabalho, e pelas discussões e ensinamentos sobre o BEAST, e por sempre estar disposta a ajudar e compartilhar sua experiência com quem está começando. Aos professores Cássio Van den Berg e Abel Conceição por dividirem seu conhecimento e estarem sempre abertos a discussões e por suprirem minhas dúvidas constantes sobre filogenia, estatística e análises de similaridade. Aos professores Flávio França e Efigênia de Melo por serem sempre tão prestativos e receptivos a qualquer estudante do mundo da botânica, tendo sempre um espacinho no 1 Laboratório de Taxonomia Vegetal, e por me abrigarem durante muito tempo da iniciação científica. A Adriana pela boa vontade e simpatia constantes em lidar com as situações diárias muitas vezes estressantes na secretaria do Programa de pós-graduação. Aos funcionários da portaria e da limpeza, pela simpatia e por tornarem o LABIO um ambiente sempre agradável para desenvolvermos nossos trabalhos. À minha família... Agradeço aos meus pais Sérgio e Márcia por todo amor e dedicação à nossa família, por todo apoio em todos os momentos deste mestrado, sempre com bons conselhos e me dando muita força para prosseguir, vocês são a base que me sustenta. A meu irmão Sérgio pelo companheirismo, pelo apoio e força nos momentos mais difíceis deste mestrado. Aos meus amigos... À Cássia Bitencourt, por todos os conselhos, força e amizade, todo conhecimento compartilhado, pela ajuda em todos os momentos, não importando hora nem lugar, você sempre esteve disponível, e foi fundamental para que eu conseguisse concluir esta dissertação. A meu namorado Dudu (Eduardo Menezes), por cada palavra de carinho, de compreensão e incentivo, mesmo nos momentos mais estressantes, toda vez que por algum motivo me desanimei, por tentar até ser um pouco biólogo em alguns momentos para me incentivar. Foi fundamental estar com você neste momento. A Kamilla Lopes minha amiga e companheira de dificuldades, por dividir mais uma etapa acadêmica, juntas, sempre me apoiando e fortalecendo. A Silvana Santos e Luiz por 2 toda força e apoio, sempre se mostrando disponíveis a ajudar, pelas palavras de incentivo em qualquer momento de dificuldade. Sem o apoio de vocês três foi imprescindível. À Pricila Lopes e Danielle Mendes, minhas amigas desde à graduação, por sempre me darem apoio e incentivo. Aos colegas e amigos de pós-graduação que sempre torceram, se disponibilizaram a ajudar, com palavras de incentivo e otimismo: Danilo José, Gabriela Barros, Evelyne Marques, Earl Chagas, Amanda Priscila, Denis Carvalho, Fábio Espírito Santo, Moabe, Ariane, Cris Isnac, Christian, Bernarda, Lamarck, Patrícia, Pétala. A Thiago Araújo pela prestatividade e ajuda no uso das ferramentas estatísticas e do software R. A Leilton Damascena por compartilhar seus conhecimentos sobre o ArcGis, quando eu nem fazia ideia de como começar. A Naron por sua ajuda também no ArcGis, pela sua prestatividade e simpatia em ajudar as pessoas. À minha primeira orientadora no mundo da botânica, Maria José Gomes de Andrade, por todos os ensinamentos profissionais, mas também pelo exemplo de ética que é no âmbito cientifico. A todos os colegas do grupo de discussão dos orientados de Rapini, Ana Luisa Côrtes, Uiara Catharina, Hibert, por sempre que possível compartilharem informações e conhecimentos. A todos vocês serei eternamente grata. 3 APRESENTAÇÃO Diante da acelerada perda de biodiversidade, causada entre outros fatores pela perda de hábitat, compreendemos a urgente necessidade de reunir os conhecimentos científicos acumulados, ainda que incompletos, e contribuir para a identificação e conservação de áreas de alta biodiversidade que abriguem importantes processos evolutivos e ecológicos. Este trabalho integra duas fontes principais de dados: a distribuição de espécies de Apocynaceae do nordeste brasileiro e sequências de DNA para suas cinco subfamílias. Através destes dados utilizamos a diversidade filogenética (PD, Phylogenetic Diversity) mediante sua estrutura em metacomunidades para avaliar a distribuição da diversidade evolutiva na Caatinga e Mata Atlântica do nordeste brasileiro. Estes parâmetros conseguem mensurar intrinsecamente aspectos evolutivos e funcionais da biodiversidade, ampliando o alcance da avaliação de áreas para conservação. O mapeamento da PD no Nordeste revelou duas áreas que abrigam os maiores valores de diversidade filogenética: uma inserida na Caatinga, os Campos Rupestres, na Chapada Diamantina, e outra na Mata Atlântica, a ecorregião das florestas costeiras da Bahia, as quais se tornaram nosso foco de investigação. Nossos dados revelaram estruturas filogenéticas diferentes entre as metacomunidades dessas duas regiões. Esses resultados permitiram inferir histórias evolutivas e indicar potenciais estratégias de conservação para cada uma delas. 4 ARTIGO TROPICAL REFUGES WITH EXCEPTIONALLY HIGH PHYLOGENETIC DIVERSITY REVEAL CONTRASTING PHYLOGENETIC STRUCTURES Artigo publicado em International Journal of Biodiversity http://www.hindawi.com/journals/ijbd/2015/758019/ 5 ABSTRACT Loss of phylogenetic diversity (PD) has gained increasing attention in conservation biology. However, PD is not equally distributed in a phylogeny and can be better assessed when species relatedness (phylogenetic structure: PS) is also considered. Here, we investigate PD and PS in two refuges of biodiversity in northeastern Brazil: the Bahia Costal Forest (BCF) in the Atlantic Forest domain and Chapada Diamantina (CD) in the Caatinga domain. We used geographic data of 205 species at two spatial scales and a chronogram of Apocynaceae based on matK sequences to estimate PD and PS. Our results show an exceptionally high PD in both refuges, overdispersed in BCF and clustered in CD, although this difference is less evident or absent for recent relationships, especially at a smaller spatial scale. Overall, PS suggests long-term competitive exclusion under climatic stability, currently balanced by habitat filtering, in BCF, and biome conservatism and limited dispersal leading to in situ diversification and high density of microendemics in CD. The phylogenetically clustered flora in CD, also threatened by climate changes, are naturally more vulnerable than BCF. Therefore, while in situ conservation may ensure protection of biodiversity in BCF, emergency ex situ conservation is strongly recommended in CD. 6 1. INTRODUCTION Currently, the consensus is that biodiversity loss reduces community efficiency, stability, and productiveness [1], and the best strategy for biological conservation is through gains in phylogenetic diversity (PD) [2, 3]. Species do not contribute equally to total PD of an area but with their distinct evolutionary history [4, 5]. Closely related species, sharing a great extent of evolutionary history, are more likely to be redundant, whereas
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